af

læge, PhD, Troels Wesenberg Kjær

Bragt i Hjerneforum Årg. 4, 2001, marts.

Instinktivt ved de fleste, hvad man mener, når man siger: "Jeg er bevidst om, hvad der foregår" eller ,"han blev slået bevidstløs af slaget". Men prøver vi at bore i betydningen opdager vi, at ordet bevidsthed dækker over en række forskellige fænomener, som stort set kun har det til fælles, at de forløber i den levende hjerne. Begrebet bevidsthed er således delvis overlappende med begreber som tanker, motivation, vilje, følelser, intention, selvet, kreativitet, indre tale, billeder og selektion. Og alligevel anser mange bevidsthed for at være noget særegent, ja næsten guddommeligt, som er det, der gør mennesker forskellige fra dyr. Det helt specielle ved bevidsthed er antydet af følgende to klassiske spørgsmål. ,Hvordan føles det at være en flagermus? "Hvordan opleves farven rød?". Vi kender alle en flagermus og kan genkende farven rød, når vi ser den, men det er noget andet end at opleve livet som flagermus eller farven rød med alle vores associationer hertil.

Bevidsthed er nok et af de mest undersøgte og diskuterede begreber inden for psykologien og har gennem årtusinder været genstand for megen filosoferen. Inden for naturvidenskaben, som ellers i tidens løb har beskrevet de fleste menneskelige fænomener, er man først inden for de seneste ti år begyndt at beskæftige sig for alvor med bevidsthed som et fænomen, der er tilgængeligt for naturvidenskabelig metode.

Opfattelsen af bevidsthed deler sig i overensstemmelse med to filosofiske retninger, monisme og dualisme. Monister opfatter bevidstheden som et direkte produkt af hjerneaktiviteten, en fysisk proces. Monister mener, at hjerne og sjæl er et uadskilleligt hele, og forstår vi til fulde hjernemaskinens funktion, forstår vi også oplevelsen af bevidsthed. Dualister derimod opfatter bevidstheden som et sjæleligt fænomen, som nok udspiller sig i den struktur, vi kalder hjernen, men som er væsens forskelligt fra hjernens biologiske funktion. I dette spændingsfelt mellem fysiske og psykiske funktioner arbejder tusindvis af mennesker med meget forskellige baggrunde over hele verden med at komme nærmere en forståelse af fænomenet bevidsthed.

Ordet bevidsthed dækker på de fleste sprog over en række væsensforskellige begreber, som kun har det til fælles at de er uforståelige og foregår i hjernen. Denne ordforvirring er den første hindring for at finde ud af, hvad bevidsthed egentlig er. Vi vælger derfor i første omgang at definere to egenskaber ved bevidsthed. Den ene egenskab kan man kalde bevidsthedgraden - graden af vågenhed, den anden bevidsthedsindholdet. Det er en forudsætning for at have et bevidsthedsindhold, at man har en hvis grad af vågenhed.

BEVIDSTHEDSGRAD

Bevidsthedsgraden eller graden af vågenhed dækker over i hvor høj grad en person reagerer på sine omgivelser og sanser, hvad der foregår i omgivelserne. En simpel oversigt over forskellige bevidsthedsgrader, som man traditionelt opfatter dem, findes i tabel 1. Det er ikke muligt med sikkerhed at sige, hvor bevidst man skal være i henseende til bevidsthedsgrad, før man er i stand til at opleve et bevidsthedsindhold. En af baggrundene for dette problem er, at bevidsthedsindholdet er subjektivt, altså noget som man kun selv kan opleve. Det er derfor kun muligt at få en tilkendegivelse af, om personen har oplevet noget, hvis han enten er i stand til straks at kommunikere det eller er klar i en sådan grad, at han kan fastholde og tidsfæste oplevelsen med henblik på senere at kommunikere den.

BEVIDSTHEDSINDHOLD

En fungerende hjerne arbejder med input fra omgivelserne i form af sanseindtryk, med hukommelsesspor, som ved en tidligere lejlighed er lagret i hjernen, og med output gennem hvilken hjernen påvirker organismen (fig.. 1). Man taler om seks forskellige sanser, som sender signaler til hjernen nemlig: synet, hørelsen, følesansen, ligevægtssansen, lugtesansen og smagssansen. Fra disse seks sanser flyder der en stor mængde information til hjernen. Faktisk flyder der så mange informationer til hjernen, at den på ingen måde kan nå at forholde sig til dem alle sammen. Der er brug for at frasortere en mængde informationer, som er irrelevante, og at kombinere andre informationer til en meningsfuld helhed uden at tage hensyn til detaljerne. Et eksempel på frasortering er, at vi, mens vi er optaget af betragte een ting, ikke ser eller hører ting, der foregår uden om os. Et eksempel på, at vi kombinerer delinformationer til et meningsfuldt hele, er, at man ser et Portrætfoto i avisen som en afbildning af en person og ikke som en række små billedelementer (pixels).

Figur 1. Nervesystemet kan opfattes som en sort kasse, der modtager signaler fra omgivelserne via sanserne, bearbejder dem, og sender signaler ud som bevægelser og hormoner. Kassen er imidlertid ikke fuldt ud en "black boks",da vi har en stadig stigende indsigt i hvordan forskellige dele af nervesystemet arbejder sammen. Ud fra en simpel betragtning kan man opfatte bevidstheden som styringen af den sorte kasse.

Hjernen er utrolig god til vælge den rette information. Til dette brug benytter den sig bl.a. af opmærksomhed (engelsk: attention). Man kan opfatte opmærksomhed som lyset fra en lygte, der lyser op i mørket (fig.. 2A). Lyskeglen falder kun på en begrænset del af omgivelserne - det vi er opmærksomme på. Vi kan flytte opmærksomheden/lyskeglen, men så er der noget andet, der glider ud.

Imedens opmærksomheden således glider rundt, er det muligt at man bliver klar over en bestemt sammenhæng, en genstand, et dyr eller lignende (engelsk: awareness). Denne awareness er udtryk for en sammensmeltrang af sanser, tanker, indre tale og hukommelse (fig. 2B). Hukommelsen deler man traditionelt i forskellige "typer: working memory, som har med indlært adf2~rd at gøre, korttidshukommelse, som er det, vi f.eks. gør brug af når vi skal huske et telefonnummer, fra vi har fundet det i telefonbogen, indtil vi har ringet op, og langtidshukommelse, som er dér vi gemmer minder, den lille tabel etc. Der er en række andre måder at karakterisere hukommelse på, men det vigtigste er at gøre sig klart, at hukommelse er en repræsentation af noget, organismen tidligere har oplevet. Awareness er således en simpel form for sammensmeltning af tidligere og nuværende oplevelser. Som fænomen er awareness næppe unikt for mennesker, men findes hos en lang række dyr.

Når en oplevelse associeres til selvet, i den forstand at vi forbinder oplevelsen med lignende behagelige, udfordrende eller på anden måde betydningsfulde oplevelser, kan man tale om, at oplevelsen bliver bevidst (fig. 2C) (bevidsthed / engelsk: consciousness). Bevidsthed er privat, d.v.s. vi kan ikke dele vores bevidsthed med andre, kun fortælle om den, og den udgør en helhed, som er en enkelt tilstand ud af milliarder af mulige tilstande. Det ene øjeblik er vi bevidste om een ting, få øjeblikke senere er vi bevidste om noget andet. Så selv om bevidstheden er en enhed, er den meget dynamisk.

NERVESYSTEMET

Traditionelt forventer man, at en naturvidenskabelig beskrivelse af et fænomen som bevidsthed kræver et kendskab til fænomenets dele. Kender man først funktionen af de enkelte dele, kan man fra et reduktionistisk synspunkt lettere forstå den samlede funktion som en kombination af de enkelte dele. Men netop det faktum, at bevidstheden udgør en helhed, som ydermere ikke er tilgængelig for omverdenen, gør denne form for naturvidenskabelig tilgang til bevidsthed besværlig og usikker. Ikke desto mindre beskrives i det følgende afsnit nogle principielle aspekter ved nervesystemets dele og deres sammensætning, som formodes at have betydning for bevidsthedsprocessen.

Centralnervesystemet er hierarkisk opbygget med en storhjerne, en mellemhjerne, en lillehjerne, en hjernestamme og rygmarven, som med aftagende betydning formodes at være involveret i de bevidste processer. På alle niveauer (undtagen lillehjernen) findes der områder, der er specialiseret i at modtage sanseindtryk, og områder, der er specialiseret i at sende informationer til resten af organismen (fig. 3) (Fuster 1997). I rygmarv og hjernestamme dannes simple reflekser ved en sammenkobling af input til og output fra sådanne områder. Det er sådanne reflekser, som gør, at vi automatisk trækker hånden til os, når den rammer en varm kogeplade. Disse simple reflekser regnes almindelig vis for ubevidste. Man bliver nok bevidst om handlingen, men først efter den er påbegyndt eller endog fuldført. I mellemhjernen styres det "ubevidste / autonome nervesystem", som bl.a. styrer organismen med hormoner. I hjernebarken er der simple områder, som beskæftiger sig med enkelte træk ved en given sans eller styring af muskelkontraktion, og der findes mere komplekse områder, som samordner sanseindtryk og lægger planer m.m. Det synes oplagt, at det er på det højeste niveau i dette hierarki, at vi skal starte med at lede efter spor af bevidste processer. Hvad der er mere forbavsende er, at det ser ud til, at ikke blot et enkelt område har betydning for bevidstheden, men at det er ved et samspil mellem input- og outputområder, at de bevidste processer opstår.

Fig.ur 2: Forenklet gengivelse af de tre begreber attention, awareness og consciousness.

Figur3: Input- og outputområder på forskellige niveauer i nervesystemets hierarki. Ved en simpel refleks (nederste grå kasse) kommer der signaler ind til rygmarvens føleområder, der sender information til de områder der styrer musklerne, som herefter aktiveres, I mellemhjernen styres de autonome funktioner (næstnederste grå kasse). Det er komplekse reflekser i mellemhjernen, der gør. at vi bliver blege, når vi bliver bange, og at binyrebarken øger hormon udskillelsen under stress, På tredje niveau fra neden findes de primære hjernebarksområder, som bearbejder sanseindtryk fra en given sans f.eks. synsindtryk, og områder. som styrer musklerne. Det er usikkert om vi er bevidste om processer på dette niveau. På det højeste niveau på figuren indgår sanseområder som integrerer information fra mange forskellige sanser, og komplekse handleområder, der lægger strategier; justerer planer m.m.

MÅLEMETODER

Hvis man skal opnå en naturvidenskabelig forståelse for bevidsthedsfænomener, har man brug for en måde at måle disse fænomener på. Som tidligere nævnt, er det helt centralt for bevidsthed, at det er en privat oplevelse, og altså ikke umiddelbart er tilgængeligt for rapportering. Når man anvender psykologiske metoder, spørgeteknikker, drømmetydning m.m. kan det ikke undgås, at den rapporterede bevidsthedsoplevelse har ændret sig ved censurering, fortrængning eller videredigtning. På den anden side er det det nærmeste, man kan komme selve oplevelsen. Ved at anvende naturvidenskabelige målemetoder er det muligt at sætte oplevelsen ind i en fysiologisk sammenhæng.

De fysiologiske målemetoder, som kan anvendes til dette formål, kan groft set inddeles i to typer: de der måler hjernens elektromagnetiske aktivitet (EEG, MEG) og de, der måler den lokale blodgennemstrømning, som et mål for nervecellernes aktivitet i forskellige områder (PET, fMRI). Ved EEG anbringes 16 - 64 små elektroder uden på hovedet. Ved at forstærke spændingsændringer på milliontedele af en Volt er det muligt at få et billede af hjernebarkens aktivitet. Metoden har en høj tidsmæssig opløselighed og er derfor god til at finde ud af, hvornår en begivenhed indtræffer, mens den rummelige opløselighed selv ved anvendelse af mange elektroder er begrænset, hvorfor det ikke er muligt at finde ud af præcis hvor i hjernen spændingsændringen er sket. Denne type undersøgelse er specielt god til at vurdere en persons bevidsthedsniveau og har kun i meget begrænset omfang været anvendt til at undersøge bevidsthedsindhold. MEG måler ændringer i hjernens magnetiske aktivitet. Ved at måle den magnetiske aktivitet frem for den elektriske kan man bedre måle, hvad der foregår i de dybtliggende dele af hjernen. Denne metode kan få stor betydning for fremtidige undersøgelser af hjernens dynamik.

Siden begyndelsen af det forrige århundrede har man vidst, at der er en sammenhæng mellem hjernens aktivitet og blodgennemstrømningen. På denne baggrund har man udviklet en række metoder til at måle blodgennemstrømningen i forskellige dele af hjernen. Ved PET-skanninger indgives et radioaktivt sporstof i blodbanen, og man måler, hvordan stoffet fordeler sig i løbet af de næste 1-2 minutter. Metoden er velgennemprøvet og relativt god til at lokalisere aktivitetsændringer i hjernen. Ulemperne ved metoden er, at forsøgspersonen udsættes for radioaktiv bestråling, og at man kun kan måle på tilstande, der er relativt stabile over de par minutter, hvor der måles. Disse problemer er delvis imødekommet med fMRI, som er en specialudgave af almindelige magnetskanninger, hvor man ikke blot ser hjernens struktur, men også kan opdage ændringer i blodets iltmætning. Denne metode har bedre tidsmæssig og rumlig opløselighed, ligesom den ikke gør brug af radioaktivitet. En væsentlig ulempe ved metoden er, at man ikke ved præcis, hvad det er man måler.

PARADIGMER

Således udstyret med en række instrumenter til at måle hjernens aktivitet og personernes oplevelser kan man stille forskellige spørgsmål om bevidsthed. I detfølgende beskrives nogle forskellige paradigmer til at lokalisere og visualisere aktivitetsændringer

Figur 4: De farvede områder angiver aktivering under meditation. Hjernen ses henholdsvis bagfra, ovenfra og indefra mod venstre efter at være blevet skilt på midten.

under ændret bevidsthed. Ændringer i bevidsthedsgrad kan medføre betydelige ændringer i hjernens aktivitet. Ved at sammenligne hjernens blodgennemstrømning før, under og efter meditation har vi på Rigshospitalet været i stand til at beskrive en række områder, som udviser øget aktivitet under meditation og en række områder, hvor aktiviteten reduceres (Loureys et al 1999). Det er specielt hjernens syns- og føleområder, der aktiveres under meditation (fig. 4), medens det er områder som man traditionelt forbinder med handlinger, der nedjusteres (fig. 5). 1 blandt disse områder er de dybtliggende kerner, og dele af pandelappen. Det er siden blevet vist, at man hos patienter, der er bevidstløse efter en ulykke finder påvirkning af kredsløbet mellem netop disse strukturer (Laureys et al 2000). Peter Lund Madsen har undersøgt blodgennemstrømningen i hjernen under søvn og vågenhed og har fundet, at der lige som ved meditation sker en øgning af aktiviteten i syns barken, mens aktiviteten i pandelappen reduceres(Madsen et al. 1991).

Figur 6: Områder fundet at være aktive i flere tilstande med bevaret selvbevidsthed. Det grønne område er et specialiseret sanseområder og de gul-røde er specialiserede handlingsområder. Det orange område er kendt for at være tæt knyttet til det røde område i forbindelse med handlingsplanlægning. De hvide pile angiver, at man formoder, at et netværk mellem de farvede områder har betydning for bevidsthedsprocessen.

Medens der således er en del viden, om hvilke områder der er aktive ved forskellige bevidsthedsgrader, har man ikke det samme overblik, hvad angår de forskellige hjerneområders aktivitet ved forskelligt bevidsthedsindhold. Det manglende overblik hænger dels sammen med, at der er milliarder af forskellige bevidsthedstilstande, dels at det er svært at måle den private oplevelse, som karakteriserer bevidsthedstilstanden. En lange række paradigmer bliver anvendt til at beskrive forskellige aspekter af bevidsthedsindholdet.

Ud fra de tidligere beskrevne undersøgelser af bevidstheds niveau under meditation har vi foretaget en alternativ form for analyse, der ikke beskriver forskellen mellem de forskellige tilstande, men identificerer områder der udviser stor aktivitet. Vi fandt, at precuneus, som er et af det mest specialiserede sanseområder i hjernen, og præfrontalbarken, som er et af de mest specialiserede handlingsområder, er aktive i begge de to tilstande karakteriseret bl.a. ved udtalt og bevaret selvbevidsthed (fig. 6). Om den fundne fordeling rent faktisk er udtryk for selvbevidsthed, kan man dog ikke direkte vide, hvorfor vi har igangsat en række forsøg til at afdække dette problem.

Personer, der i voksen alder mister funktionen i den mest primitive del af synsbarken mister også synet - det bevidste syn. D.v.s. at de fortæller, at de intet kan se, og de skal have hjælp til daglige gøremål. Viser man disse mennesker nogle simple ja-nej opgaver som kræver synssans, kan de løse opgaverne, selv om de selv tror de gætter. De har altså et ubevidst syn, som man kan kortlægge med funktionelle undersøgelser. En anden form for skift i bevidsthedsindhold er ,Øjenrivalisering". Det er et fænomen, der skyldes, at selv om normale mennesker ser med to øjne, er det i virkeligheden de to øjne, der skiftes til at se. Viser man i en forsøgsopstilling to forskellige billeder til de to øjne, vil forsøgspersonen på skift være bevidst om det ene og det andet billede. Hvis man samtidig fMRI-skanner personen, ser man, at netop de højere sanseområder og handlingsområder er aktive i denne proces, helt i tråd med vores fund under meditation (Lurner et al. 1998).

SAMMENFATNING

Inden for de seneste ti år har naturvidenskaben taget bevidsthed til sig som et forskningsområde. Der er lavet en lang række undersøgelser, der har formået at sammenholde bevidste oplevelser med målte ændringer i hjernens aktivitet. Dette arbejde er helt afhængigt af samspillet mellem naturvidenskab, psykologi og filosofi. Internationalt holdes der to konferencer om året, som netop i høj grad er præget af felterne psykologi, filosofi og naturvidenskab, men også områder som parapsykologi og alternativ behandling er med i feltet.

Fra en naturvidenskabelig synsvinkel er vi kun lige begyndt at få en forståelse af bevidsthedens processer. De største udfordringer i de kommende år er dels en forståelse og beskrivelse af de bevidste oplevelser og dels udvikling af mere nøjagtige målemetoder. Selv om det endnu ikke er klart, hvordan de bevidste processer forløber, er det tydeligt, at der ligger en lang række af forsøg, som kun venter på at blive udført. Sideløbende med den eksperimentelle udvikling må vi forvente en udbygning af vores forståelsesapparat, således at bevidsthed med tiden bliver andet og mere end bevidsthedsniveau og bevidsthedsindhold.

REFERENCER

Fuster, J. M. 1997. Anatomy of the prefrontal cortex. In: The prefrontal cortex , pp. 209252. Philadelphia:Lippincott-Raven.

Lou, H. C., Kjaer, T. W., Friberg, L., Wildschiodtz, G., Holm, S. & Nowak, M. 1999. A 150-H20 PET study of meditation and the resting state of normal consciousness. Hum Brain Mapp. 7: 98-105.

Lumer ED, Friston KJ, Rees G. Neural correlates of perceptual rivalry in the human brain. Science 1998. 280: 1930-4.